Aplicação de pintura cromossômica em espécies da família Accipitridae (Aves, Falconiformes): considerações filogenéticas e evolutivas

As análises citogenéticas de diversos Falconiformes mostraram que os acipitrídeos têm uma organização cromossômica atípica na classe Aves, com um número diplóide relativamente baixo (média de 2n= 66) e poucos pares de microcromossomos (4 a 6 pares). Propostas baseadas em citogenética clássica sugeriram que esse fato devia-se à fusão de microcromossomos presentes no cariótipo ancestral das Aves. No intuito de contribuir para o esclarecimento das questões referentes à evolução cromossômica e filogenética dessa família, três espécies da subfamília Buteoninae (Rupornis magnirostris, Buteogallus meridionales e Asturina nitida) e duas espécies da subfamília Harpiinae (Harpia harpyja e Morphnus guianensis) foram analisados citogeneticamente através da aplicação de técnicas de citogenética clássica e molecular. As espécies de Buteoninae apresentaram cariótipos muito semelhantes, com número diplóide igual a 68; o número de cromossomos de dois braços entre 17 e 21, o cromossomo Z submetacêntrico e o W metacêntrico em R. magnirostris e submetacêntrico em Asturina nitida. O uso de sondas de 18/28S rDNA mostrou a localização de regiões organizadoras de nucléolo em um par submetacêntrico médio nas três espécies, correspondendo ao braço curto do par 7. Sequências teloméricas foram mapeadas não só na região terminal dos braços, mas também em algumas posições intersticiais. Sondas de cromossomo inteiro derivadas dos pares 1 a 10 de Gallus gallus (GGA) produziram o mesmo número de sinais nessas três espécies. A disponibilidade das sondas de cromossomos totais derivadas de Leucopternis albicollis confirmou a existência de uma assinatura citogenética comum para as espécies de Buteoninae analisadas por FISH, que se trata da associação entre GGA1p e GGA6, inclusive com um sítio de sequência telomérica intersticial reforçando esse fato. As espécies de Harpiinae analisadas mostraram que o número diplóide das espécies de H. harpyja e M. guianensis foi igual a 58 e 54, respectivamente, e que ambas as espécies apresentam vinte e dois pares de cromossomos de dois braços, mesmo Harpia apresentando dois pares a mais. 18/28S rDNA produziram sinais no braço curto do par 1 em M. guianensis e em dois pares em H. harpyja (pares 6 e 25). Sequências teloméricas intersticiais também foram observadas em alguns pares. Apesar da similaridade na morfologia cromossômica, não foram observadas associações compartilhadas por essas duas espécies. As diferentes associações observadas em Morphnus e Harpia mostram que essas espécies sofreram uma reorganização genômica expressiva após sua separação em linhagens independentes. Além disso, ausência de associações semelhantes sugere que houve fissões nos macrocromossomos do ancestral em comum desse grupo, e as fusões foram subsequentes ao seu isolamento como linhagens diferentes. Os resultados aqui apresentados, somados àqueles publicados anteriormente com outras espécies de Accipitridae indicam que os processos de fissões envolvendo os macrocromossomos de GGA e fusões entre esses segmentos e entre esses e microcromossomos são rearranjos recorrentes nesse grupo. Apesar dos Falconidae também apresentarem cariótipos atípicos, e números diploides baixos, os dados globais da citogenética de Accipitridae indicam que, assim como postulado para as semelhanças morfológicas entre esses dois grupos, os cariótipos rearranjados corresponderiam a homoplasias, do ponto de vista evolutivo, apoiando que essas duas famílias não formam um grupo monofilético.

ABSTRACT: Cytogenetic analyses of Falconiformes have showed that Accipitridae have atypical chromosomal organization among birds, with relatively low diploid numbers (mean of 2n=66) and a few pairs of microchromosomes (4 to 6 pairs). Proposals based on classical cytogenetics suggested that this fact was a result of fusions of microchromosomes found in the Avian putative ancestor karyotype. With the aim of contributing to clarify questions concerning chromosomal evolution and phylogenetics of this family, we analyzed three species of subfamily Buteoninae (Rupornis magnirostris, Buteogallus meridionales e Asturina nítida) and two of subfamily Harpiinae (Harpia harpyja e Morphnus guianensis) by means of classical and molecular cytogenetics. Buteoninae species showed karyotypes with diploid number 68 and FN varying from 100 to 102; the number of biarmed chromosomes varied between 17 and 21, Z chromosome was submetacentric and W chromosome was metacentric in R. magnirostris and submetacentric in Asturina nitida. 18/28 rDNA probes showed that nucleolar organizer regions are located in a medium-sized submetacentric pair, corresponding to the short arm of pair 7. Telomeric sequences were found not only on terminal region of the chromosomes, but also on some interstitial regions. Whole-chromosome paints derived from pairs 1 to 11 of Gallus gallus (GGA) produced the same number of signals in these species. The availability of whole-chromosome probes derived of Leucopternis albicollis confirmed the presence of a common cytogenetic signature for Buteoninae species, corresponding to the association between GGA1p and GGA6. An interstitital telomeric sequence found in this pair reinforces this fact. Concerning the species of Harpiinae, the conventional staining analyses showed that H. harpyja and M. guianensis have 2n=58 and 2n=56, respectively. Both species have 22 pairs of biarmed chromosomes, although H. harpyja has two more chromosomes than M. guianensis. 18/28S rDNA mapped on the short arm of pair 1 in M. guianensis and in two pairs in H, harpyja (6 and 25). Telomeric sequences were found on the terminal regions, but also on interstitial locations in some chromosomes. Despite the apparent karyotypic similarity, no common associations were found in these two species. The different associations observed in Morphnus and Harpia indicate that these species suffered an extensive genomic reorganization after their separation in two independent lineages. Moreover, the absence of shared associations suggests that the fissions of macrochromosomes have occurred in the common ancestor of this group, and that fusions were subsequent to their isolation as different lineages. Our results, together with previous reports in other species of Accipitridae, indicate that the processes of fissions involving the macrochromosomes of GGA and fusions between these segments and between them and microchromosomes are recurrent rearrangements in this group. Although Falconidae species also show atypical karyotypes, with low diploid numbers, global cytogenetic data of Accipitridae indicate that, similarly to the morphological traits between these two families, the rearranged karyotypes would correspond to homoplasies, from the evolutionary point of view, supporting the idea that these families do not form a monophyletic group.